Explicación detallada de la selección del rango del multímetro y el error de medición.
Habrá ciertos errores al medir con un multímetro. Algunos de estos errores son los errores absolutos máximos permitidos por el nivel de precisión del propio instrumento. Algunos son errores humanos causados por un ajuste y uso inadecuados. Si comprende correctamente las características de los multímetros y las causas de los errores de medición, y domina las técnicas y métodos de medición correctos, podrá reducir los errores de medición.
El error de lectura humano es una de las razones que afecta la precisión de la medición. Es inevitable pero se puede minimizar. Por tanto, se debe prestar especial atención a los siguientes puntos durante su uso:
1. Antes de medir, coloque el multímetro horizontalmente y realice un ajuste mecánico a cero;
2. Mantenga los ojos perpendiculares al puntero al leer;
3. Al medir la resistencia, se debe realizar un ajuste a cero cada vez que cambie de marcha. Si no puede llegar a cero, reemplace la batería por una nueva;
4. Al medir resistencia o alto voltaje, no sostenga la parte metálica del cable de prueba con las manos para evitar desviar la resistencia del cuerpo humano, aumentar el error de medición o causar descargas eléctricas;
5. Al medir la resistencia en un circuito RC, corte el suministro de energía en el circuito y descargue toda la electricidad almacenada en el capacitor antes de volver a medir. Después de excluir los errores de lectura humanos, realizamos algunos análisis sobre otros errores.
1. Error de medición y selección del rango de voltaje y corriente del multímetro
Los niveles de precisión de los multímetros generalmente se dividen en varios niveles, como {{0}}.1, 0,5, 1,5, 2,5, 5, etc. La calibración del nivel de precisión (precisión) de voltaje CC, corriente, El voltaje CA, la corriente y otros engranajes están representados por el porcentaje del error absoluto máximo permitido △X y el valor de escala completa del rango seleccionado. Expresado por la fórmula: A%=(△X/valor de escala completa)×100%... 1
(1) Error causado por el uso de multímetros con diferentes precisiones para medir el mismo voltaje
Por ejemplo: hay un voltaje estándar de 10V y se mide con dos multímetros en un nivel de 100V y un nivel de 0,5 y un nivel de 15V y un nivel de 2,5. ¿Qué medidor tiene el error de medición más pequeño?
Solución: De la Ecuación 1: Medición del primer medidor: Error absoluto máximo permitido
△X1=±0.5%×100V=±0.50V.
Segunda prueba del medidor: error absoluto máximo permitido
△X2=±2.5%×l5V=±0.375V.
Comparando △X1 y △X2, se puede ver que aunque la precisión del primer medidor es mayor que la del segundo, el error causado por la medición con el primer medidor es mayor que el error causado por la medición con el segundo. metro. Por tanto, se puede observar que a la hora de elegir un multímetro, cuanto mayor sea la precisión, mejor. Con un multímetro de alta precisión, también es necesario elegir un rango de medición adecuado. Sólo seleccionando correctamente el rango de medición se puede liberar la precisión potencial del multímetro.
(2) Error causado al medir el mismo voltaje con diferentes rangos de un multímetro
Por ejemplo: el multímetro MF-30 tiene una precisión de nivel 2,5. Utiliza engranajes de 100 V y 25 V para medir un voltaje estándar de 23 V. ¿Qué marcha tiene el error más pequeño?
Solución: El error absoluto máximo permitido del bloque de 100 V:
X(100)=±2.5%×100V=±2.5V.
El error absoluto máximo permitido del bloque de 25 V: △X (25)=±2,5% × 25 V=±0.625 V. Se puede ver en la solución anterior:
Utilice el equipo de 100 V para medir el voltaje estándar de 23 V. El valor en el multímetro está entre 20,5V y 25,5V. Utilice el equipo de 25 V para medir el voltaje estándar de 23 V. El valor en el multímetro está entre 22,375V y 23,625V. A juzgar por los resultados anteriores, △X (100) es mayor que △X (25), es decir, el error de la medición del bloque de 100 V es mucho mayor que el error de la medición del bloque de 25 V. Por lo tanto, cuando un multímetro mide diferentes voltajes, los errores que se producen al medir con diferentes rangos son diferentes. Bajo la condición de que se cumpla el valor de la señal medida, se debe seleccionar una marcha con un rango pequeño tanto como sea posible. Esto mejora la precisión de la medición.
(3) El error causado al medir dos voltajes diferentes con el mismo rango de un multímetro
Por ejemplo: el multímetro MF-30 tiene una precisión de 2,5. Utiliza el equipo de 100 V para medir un voltaje estándar de 20 V y 80 V. ¿Qué marcha tiene el error más pequeño?
Solución: Error relativo máximo: △A%=error absoluto máximo △X/ajuste de voltaje estándar medido × 100%, error absoluto máximo en el bloque de 100 V △X (100)=±2,5 % × 100 V { {8}} ±2,5V.
Para 20 V, su valor de indicación está entre 17,5 V-22.5V. El error relativo máximo es: A(20)%=(±2,5V/20V)×100%=±12,5%.
Para 80 V, su valor de indicación está entre 77,5 V-82.5V. Su error relativo máximo es:
A(80)%=±(2.5V/80V)×100%=±3.1%.
Comparando los errores relativos máximos de los voltajes medidos de 20V y 80V, podemos ver que el primero tiene un error mucho mayor que el segundo. Por lo tanto, cuando se utiliza el mismo rango de un multímetro para medir dos voltajes diferentes, el que esté más cerca del valor de escala completa tendrá mayor precisión. Por lo tanto, al medir voltaje, el voltaje medido debe indicarse por encima de 2/3 del rango del multímetro. Sólo así se pueden reducir los errores de medición.
2. Selección de rango y error de medición de la barrera eléctrica
Cada rango de resistencia eléctrica puede medir valores de resistencia desde 0 hasta ∞. La escala del óhmetro es una escala invertida no lineal y desigual. Se expresa como un porcentaje de la longitud del arco de la regla. Además, la resistencia interna de cada rango es igual al número de la escala central multiplicado por la longitud del arco de la regla, lo que se denomina "resistencia central". Es decir, cuando la resistencia medida es igual a la resistencia central del rango seleccionado, la corriente que fluye en el circuito es la mitad de la corriente de escala completa. El puntero está en el centro de la escala. Su precisión se expresa mediante la siguiente fórmula:
R%=(△R/resistencia central)×100%……2
(1) Cuando se utiliza un multímetro para medir la misma resistencia, el error causado al elegir diferentes rangos
Por ejemplo: multímetro MF{{0}}, la resistencia central del bloque Rxl0 es 250Ω; la resistencia central del bloque R×l00 es 2,5kΩ. El nivel de precisión es el nivel 2,5. Úselo para medir una resistencia estándar de 500 Ω y pregunte si usa el bloque R×l0 o el bloque R×100 para medir, ¿cuál tiene el error mayor? Solución: De la Ecuación 2:
El error absoluto máximo permitido del bloque R×l0 es △R(10)=resistencia central×R%=250Ω×(±2.5)%=±6.25 Ω. Úselo para medir la resistencia estándar de 500 Ω y el valor de indicación de la resistencia estándar de 500 Ω está entre 493,75 Ω y 506,25 Ω. El error relativo máximo es: ±6,25÷500Ω×100%=±1,25%.
El error absoluto máximo permitido del bloque R×l00 es △R (100)=resistencia central × R% 2,5kΩ × (±2,5)%=±62,5Ω. Úselo para medir la resistencia estándar de 500 Ω y el valor de indicación de la resistencia estándar de 500 Ω está entre 437,5 Ω y 562,5 Ω. El error relativo máximo es: ±62,5÷500Ω×100%=±10,5%.
La comparación de los resultados del cálculo muestra que los errores de medición varían mucho cuando se seleccionan diferentes rangos de resistencia. Por lo tanto, al seleccionar el rango de marcha, intente mantener el valor de resistencia medido en el centro de la longitud del arco de la escala de rango. La precisión de la medición será mayor.
